数字影视动画后期编辑与合成第四章.pptVIP

第四章　数字图像基础知识 4.1　图像的概念、基本特点及来源 4.2　数字图像的基本概念 　　4.2.1　像素 　　4.2.2　画面的分辨率 　　4.2.3　图像的数字表示 　　4.2.4　通道 第四章　数字图像基础知识 　　前面我们已经了解了数字影视制作技术的概况，在学习数字合成技术之前，还应该掌握数字图像处理的基础知识，我们将通过Photoshop的实际操作进行学习。 学习目标： 　　　　通过本章的学习，了解数字图像的基础知识，进一步掌握数字影视制作的概况。 学习重点： 　　　　图像的概念、基本特点及来源 与数字图像相关的基本概念 4.1　图像的概念、基本特点及来源 　　图像是合成处理的基本元素，也是我们工作的直接对象。 　　图像的基本特点是平面的，是立体的、三维的现实世界投射到一个二维平面上的结果。 　　数字合成的图像，一般有三种来源： 　　(1）利用摄影机、摄像机拍摄得到的画面。 　　(2）人工绘制的画面，包括用传统的纸笔画出的画面，或用Photoshop或Painter等绘图软件绘制的数字画面。 　　(3）由计算机自动生成的画面（Computer Generated Images，缩写为CGI），一般由三维动画软件生成。 　　CGI和人工绘制的数字画面，保存在计算机中，无需数字化的过程，而其他的图像来源都必须经过数字化，才能为计算机所识别，并用于数字合成。 　　数字化的两种方式： 　　(1）扫描。可以利用我们常见的平板扫描仪扫描照片、绘画等，或利用专门的胶片扫描仪将电影胶片扫描到计算机中。 　　(2）视频采集。一般利用专门的视频采集卡，将摄像机拍摄的视频信号采集到计算机中。 4.2.1　像素 　　在现实中，我们不能把事物划分为最小单位，但在计算机中，我们必须进行这种划分，否则计算机就无法记录。图像表示为一个个离散的像素形成的矩阵，每一个像素是图像上很小的一部分，计算机认为这一部分足够小，可以看作不可再分的一个点，就用一个颜色值来表示这部分的颜色。 　　在Photoshop中打开图片，原图及将其放大16倍后看到的像素图，如图4-1所示。 4.2.1　像素 练习实例 4.2.2　画面的分辨率 　　当像素划分得足够细，超过了人眼的分辨能力，我们就不会再看到单独的像素，而只能看到整体的图像。将图像划分为多少像素，也就是画面的分辨率，是数字图像质量的重要指标，划分越细，画面质量越高，但数据量也越大，处理时需要的计算量也就越大，所以分辨率并非越高越好，而应该根据实际用途的需要来选择。在影视领域，我们常看到下面的分辨率： 4.2.3　图像的数字表示 　　从色彩学的原理可以知道，人们能感受到的色彩，基本上可以用红（R）、绿（G）、蓝（B）三种色彩按照一定比例混合而成。因此可以采用RGB色彩系统来表示颜色。以红、绿、蓝作为基本颜色，即三原色。把每一种颜色用三个数字来表示，分别表示红、绿、蓝三原色在其中的强度。1表示某种原色在其中达到最大强度，而0表示该原色在其中完全没有。从0到1之间的中间值表示达到最大强度的百分比。 　　用一个小数来表示原色的强度，虽然很精确，但会给计算机的存储和计算带来很大的困难，因为计算机进行整数计算远比小数计算得快，所以人们希望用整数来表示颜色。通用的办法就是不用1，而是用一个比较大的整数来表示最高强度，中间的小数也按比例放大，并取最接近的整数。我们通常把这个数取为255，因为它刚好是8位二进制数（即一个字节）所能表示的最大整数。这样每种原色用8位二进制数来记录，而每个像素就需要24位（即三个字节）。这时，我们的图像就被称为8位色彩深度图像（有时也称为24位色彩深度）。在8位色彩深度下，每种原色有256级强度，总共可以表示256 x 256 x 256，即约1600万种色彩。通常情况下，这么多种色彩已经可以非常逼真地表现出自然界丰富的色彩，这就是计算机真彩色的定义。但在高档的印刷或大屏幕的电影制作中，这么多级的色彩变化还不够细腻，同时还有一个更严重的问题，由于各种数学运算得到的结果经常需要取整数，因而会导致图像损失一部分精度，所以对图像的操作一多，画面色彩层次的损失就很大，很多画面色彩的细腻变化就会丢失。这时可以采用更大的色彩深度，比如10位、12位甚至16位。 4.2.3　图像的数字表示 　　RGB色彩系统在视频、计算机和电影领域应用广泛，因为它和显示器、电影胶片记录颜色的方式很相似。但它并不是唯一的颜色系统，实际上，它与人对色彩的感受有很大的距离。为了更好地表达人对色彩的感受，人们设计了HLS色彩系统，它用色相（Hue）、亮度（Lightness）和色饱和度（Saturation）来表示一种色彩。其中色相按环状排列，按角度从0到360记录，亮度和色饱和度按百分比